[发明专利]一种降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法

说明书

本申请属于环境科学领域，公开了一种表达PETase酶和MHTEase酶的宿主菌，构建方法，由该宿主菌、恶臭假单胞菌和红球菌组成的复合菌株以及采用所述复合菌株降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法。本发明所述表达PETase酶和MHTEase酶的宿主菌与恶臭假单胞菌和红球菌混合构成复合菌种，采用所述复合菌株降解聚对苯二甲酸乙二醇酯能够解决PET降解产物TPA的抑制作用以及降解产物TPA和乙二醇(EG)对环境的毒害作用，实现PET的绿色降解。

技术领域

本发明属于环境科学领域，具体涉及一种降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法。

背景技术

在过去的一个世纪里，塑料已成为现代社会必不可少的一部分。它广泛应用于家具、汽车零部件、包装、人体植入物、航空和航天领域，已成为日常生活中最常用的商品之一。其中由于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有耐折性好、耐油、耐脂肪、耐烯酸、稀碱，耐大多数溶剂、透明度高、光泽性好、无毒、无味、卫生安全性好可直接用于食品包装等众多优良的性能并具有量身定制的能力而被充当消费品而大量生产。因而大量的PET通过生产的方式被引入到环境中，导致PET在全球生态体系中积累。仅2013年全球范围类就有大约5600万吨的PET被生产出来，但只有不到50％的PET被回收，也仅有不到5％的PET被重新生产成塑料水瓶。聚酯纤维作为PET的另外一个大宗产品，仅在欧洲2008年就产生了大约1400万吨聚酯纤维的废弃物，但仅回收了500万吨，其中也仅有大约75％回收的织物重新用于工业应用，其余收集的废旧纺织纤维被送到垃圾处理厂填埋或焚烧。这种处理方式及造成了能源的浪费又对环境产生极其严重的影响。同时由于缺乏较为科学的PET回收的手段，在回收利用传统方法处理PET的过程中由于缺乏较为温和的处理方法会产生大量的乙酸、乙醛、二噁英以及碳氢和碳氧化合物，这些化合物很容易泄露，而对环境造成二次污染。尽管PET的理化性质不会对环境造成特定的威胁，但塑料制品和包装材料(如水瓶)的一次性消费加重了化石燃料的消耗，同时大量的PET废弃物遗留在自然界使得土地营养成分流失土壤板结，并且大量漂流在海洋上的塑料会对海洋生态系统造成毁灭性地打击。因此，关于PET的生态安全回收方法仍然是一个重要的科学目标和社会目标。

虽然化学降解法在PET降解过程中表现出强大的优势，但是由于该方法会消耗大量化学品，同时该方法需要高温和高压的设备，大大增加了PET回收的成本，同时，化学降解PET的过程中会产生大量有毒有害的物质会对生态环境产生较为严重的影响。因此，生物降解被认为是控制塑料污染最有效的方法。2016年，Shosuke Yoshida等人在垃圾处理站分离出一种新型细菌Ideonella sakaiensis 201-F6，它可以利用PET作为能量和碳源。I.sakaiensis粘附于PET表面并分泌独特的角质酶PETase来降解PET。该酶能将PET降解为单(2-羟乙基)对苯二甲酸(MHET)和乙二醇(EG)。但降解产物乙二醇(EG)对环境和动物具有毒害作用，因此需要寻求一种绿色、环保的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的生物降解方法。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种绿色、环保的降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种表达PETase酶和MHTEase酶的宿主菌。

本领域技术人员可以理解，本发明对宿主菌的种类没有限制，只有能够表达PETase酶和MHTEase酶即可。

在一些实施方案中，所述的宿主菌其为枯草芽孢杆菌。

在一些实施例中，所述的宿主菌其为枯草芽孢杆菌168。

本发明还提供了所述宿主细胞的构建方法，将PETase酶基因和MHETase酶与表达载体连接后转化宿主细胞。

本领域技术人员可以理解，本发明对表达载体的类型没有限制，可以采用本领域公知的任意一项表达载体。